JP6853269B2 - High pressure fuel supply pump with electromagnetic intake valve - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のシリンダに直接燃料を噴射する燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料供給ポンプに関するもので、特に吐出される燃料の量を調節する電磁吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプに関する。 The present invention relates to a high-pressure fuel supply pump that supplies high-pressure fuel to a fuel injection valve that injects fuel directly into a cylinder of an internal combustion engine, and particularly provides a high-pressure fuel supply provided with an electromagnetic suction valve that adjusts the amount of discharged fuel. Regarding the pump.
下記の特許文献1や特許文献2に記載されている従来の電磁吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプでは、電磁コイルに無通電状態では吸入弁がばねの付勢力によりロッドで開弁方向に保持している電磁吸入弁が記載されている。電磁コイルに通電すると電磁吸入弁に発生した磁気吸引力によって吸入弁は閉弁する。よって、電磁コイルの通電有無によって吸入弁の開閉運動を制御することができ、これにより高圧燃料の供給量を制御することができる。
In the high-pressure fuel supply pump provided with the conventional electromagnetic suction valve described in
また、特許文献1に記載されている従来の電磁吸入弁は、平板の吸入弁及び吸入弁をシートするシート部材、ばねの付勢力により吸入弁を開弁方向に保持するロッド、及びロッドをガイドする部材で構成されている事が記載されている。このようにしてロッドをガイドする事で吸入弁の動作を安定化させ、正確な流量制御を行う事が可能になる。
Further, the conventional electromagnetic suction valve described in
また、特開2012−251447号公報に記載されている従来の電磁吸入弁では、カップ型の吸入弁、及び吸入弁のシート及びロッドのガイドの両方の機能を持つシート部材、ばねの付勢力により吸入弁を開弁方向に保持するロッドで構成されている事が記載されている。このような構成においても、吸入弁の動作を安定化させて正確な流量制御を行う事が可能になる。 Further, in the conventional electromagnetic suction valve described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-251447, a cup-type suction valve, a seat member having both functions of a seat and a rod guide of the suction valve, and a spring urging force are used. It is stated that it is composed of a rod that holds the suction valve in the valve opening direction. Even in such a configuration, it is possible to stabilize the operation of the suction valve and perform accurate flow rate control.
しかしながら、上記の特許文献1、2に記載の従来の高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁では、吸入弁シート部とロッドのガイド部が別部品で構成されている。また特許文献2においては、吸入弁シート部とロッド衝突面が異なる別の平面で構成されていた。この場合、吸入弁とロッドが衝突した際の傾きが大きくなる。吸入弁とロッドが傾いた状態で衝突すると、ロッドが角当たり状態で衝突することになるため、応力集中が発生して摩耗が発生する課題があった。
However, in the electromagnetic suction valve of the conventional high-pressure fuel supply pump described in
本発明の目的は、高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁において、吸入弁とロッドの傾きを低減する事で、ロッド衝突部での摩耗発生を防止することである。 An object of the present invention is to prevent wear at a rod collision portion by reducing the inclination of the suction valve and the rod in the electromagnetic suction valve of the high-pressure fuel supply pump.
上記目的を達成するために、本発明の高圧燃料供給ポンプは、平面部を有する吸入弁と、平面部に衝突して吸入弁を開弁方向に付勢するロッド部と、平面部と平行な面を有し、平行な面に、吸入弁の平面部が着座する吸入弁シートを有するシート部材と、を備え、吸入弁シートは、平面部のロッド部が衝突する衝突面と同一の平面に構成されており、シート部材には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路が設けられ、ロッド部と平面部との接触位置に対して、吸入弁と反対側においてロッド部をガイドするガイド部が、シート部材と一体に形成されており、ロッド部に対して設けられるガイド部は、一か所のみであり、かつ、燃料通路の開口部と重ならない位置に設けられ、燃料通路の開口部と重なる位置に設けられる部材はロッド部のみであり、吸入弁のロッド部軸方向における厚みは、シート部材の吸入弁シートが設けられる部分のロッド部軸方向における厚みよりも厚い。
る。
In order to achieve the above object, the high-pressure fuel supply pump of the present invention has a suction valve having a flat surface portion, a rod portion that collides with the flat surface portion and urges the suction valve in the valve opening direction, and is parallel to the flat surface portion. A seat member having a surface and having a suction valve seat on which the flat surface portion of the suction valve is seated is provided on a parallel surface, and the suction valve seat is on the same plane as the collision surface on which the rod portion of the flat surface portion collides. The seat member is provided with a fuel passage through which fuel flows from the low-pressure flow path, and a guide that guides the rod portion on the side opposite to the suction valve with respect to the contact position between the rod portion and the flat surface portion. The portion is integrally formed with the seat member, and the guide portion provided for the rod portion is provided at only one place and at a position not overlapping with the opening of the fuel passage, and the opening of the fuel passage is provided. The member provided at a position overlapping the portion is only the rod portion, and the thickness of the suction valve in the rod portion axial direction is thicker than the thickness of the portion of the seat member where the suction valve seat is provided in the rod portion axial direction.
To.
このように構成した本発明によれば、ロッドと吸入弁が衝突する際の傾きを低減することができ、ロッド衝突部での摩耗発生を防止できる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to reduce the inclination when the rod and the suction valve collide with each other, and it is possible to prevent the occurrence of wear at the rod collision portion.
以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the examples shown in the drawings.
まず本発明の第一実施例について図面を用いて詳細に説明する。
図5にはエンジンシステムの全体構成図を示す。破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ(以下、高圧燃料供給ポンプと呼ぶ)の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ1に一体に組み込まれていることを示す。First, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 5 shows an overall configuration diagram of the engine system. The part surrounded by the broken line indicates the main body of the high-pressure fuel supply pump (hereinafter referred to as the high-pressure fuel supply pump), and the mechanism / parts shown in the broken line are integrally incorporated in the
燃料タンク20の燃料は、エンジンコントロールユニット27(以下ECUと称す)からの信号に基づきフィードポンプ21によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管28を通して高圧燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口10aに送られる。
The fuel in the
低圧燃料吸入口10aから吸入ジョイント51を通過した燃料は、圧力脈動低減機構9、吸入通路10bを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構300の吸入ポート31bに至る。
The fuel that has passed through the
電磁吸入弁機構300に流入した燃料は、吸入弁30により開閉される吸入口を通過し加圧室11に流入する。エンジンのカム機構93によりプランジャ2に往復運動する動力が与えられる。プランジャ2の往復運動により、プランジャ2の下降行程には吸入弁30から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。吐出弁機構8を介し、圧力センサ26が装着されているコモンレール23へ燃料が圧送される。そしてECU27からの信号に基づきインジェクタ24がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ24がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧燃料供給ポンプである。
The fuel that has flowed into the electromagnetic
高圧燃料供給ポンプは、ECU27から電磁吸入弁機構300への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。
The high-pressure fuel supply pump discharges a desired fuel flow rate of the supplied fuel by a signal from the
図1は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示し、図2は高圧燃料供給ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図3は高圧燃料供給ポンプを図1と別方向から見た縦断面図である。図4は電磁吸入弁機構300部の拡大図である。 FIG. 1 shows a vertical cross-sectional view of the high-pressure fuel supply pump of this embodiment, and FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view of the high-pressure fuel supply pump as viewed from above. Further, FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the high-pressure fuel supply pump as viewed from a direction different from that of FIG. FIG. 4 is an enlarged view of 300 parts of the electromagnetic suction valve mechanism.
図1、3に示すように本実施例の高圧燃料供給ポンプは内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部90に密着して固定される。具体的には図2のポンプボディ1に設けられた取付けフランジ1aにねじ穴1bが形成されており、これに複数のボルトが挿入されることで、取付けフランジ1aが内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部90に密着し、固定される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the high-pressure fuel supply pump of this embodiment is closely fixed to the high-pressure fuel supply
高圧燃料供給ポンプ取付け部90とポンプボディ1との間のシールのためにOリング61がポンプボディ1に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
An O-
ポンプボディ1にはプランジャ2の往復運動をガイドし、ポンプボディ1と共に加圧室11を形成するシリンダ6が取り付けられている。つまり、プランジャ2はシリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させる。また燃料を加圧室11に供給するための電磁吸入弁機構300と加圧室11から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構8が設けられている。
A
シリンダ6はその外周側においてポンプボディ1と圧入され、さらに固定部6aにおいて、ボディを内周側へ変形させてシリンダを図中上方向へ押圧し、シリンダ6の上端面で加圧室11にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。
The
プランジャ2の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム93の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達するタペット92が設けられている。プランジャ2はリテーナ15を介してばね4にてタペット92に圧着されている。これによりカム93の回転運動に伴い、プランジャ2を上下に往復運動させることができる。
At the lower end of the
また、シールホルダ7の内周下端部に保持されたプランジャシール13がシリンダ6の図中下方部においてプランジャ2の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。これにより、プランジャ2が摺動したとき、副室7aの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がポンプボディ1の内部に流入するのを防止する。
Further, the
図2、3に示すように高圧燃料供給ポンプのポンプボディ1の側面部には吸入ジョイント51が取り付けられている。吸入ジョイント51は、車両の燃料タンク20からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧燃料供給ポンプ内部に供給される。吸入フィルタ52は、燃料タンク20から低圧燃料吸入口10aまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
低圧燃料吸入口10aを通過した燃料は、図2に示すポンプボディ1に上下方向に連通した低圧燃料吸入口10bを通って圧力脈動低減機構9に向かう。圧力脈動低減機構9はダンパカバー14とポンプボディ1の上端面との間に配置され、ポンプボディ1の上端面に配置された保持部材9aにより下側から支持される。具体的には、圧力脈動低減機構9は2枚のダイアフラムを重ね合わせて構成され、その内部には0.3MPa〜0.6MPaのガス封入され、外周縁部が溶接で固定される。そのために外周縁部は薄く、内周側に向かって厚くなるように構成される。
The fuel that has passed through the low-pressure
そして、保持部材9aの上面には圧力脈動低減機構9の外周縁部を下側から固定するための凸部が形成される。一方でダンパカバー14の下面には圧力脈動低減機構9の外周縁部を上側から固定するための凸部が形成される。これらの凸部は円形状に形成されており、これらの凸部により挟まれることで圧力脈動低減機構9が固定される。なお、ダンパカバー14はポンプボディ1の外縁部に対して圧入されて固定されるが、この際に保持部材9aが弾性変形して、圧力脈動低減機構9を支持する。このようにして圧力脈動低減機構9の上下面には低圧燃料吸入口10a、10bと連通するダンパ室10cが形成される。なお、図には表れていないが、保持部材9aには圧力脈動低減機構9の上側と下側とを連通する通路が形成されており、これによりダンパ室10cは圧力脈動低減機構9の上下面に形成される。
Then, a convex portion for fixing the outer peripheral edge portion of the pressure pulsation reducing mechanism 9 from below is formed on the upper surface of the holding member 9a. On the other hand, a convex portion for fixing the outer peripheral edge portion of the pressure pulsation reducing mechanism 9 from above is formed on the lower surface of the
ダンパ室10cを通った燃料は次にポンプボディに上下方向に連通して形成された低圧燃料流路10dを介して電磁吸入弁機構300の吸入ポート31bに至る。なお、吸入ポート31bは吸入弁シート31aを形成する吸入弁シート部材31に上下方向に連通して形成される。
The fuel that has passed through the
図2に示すように加圧室11の出口に設けられた吐出弁機構8は、吐出弁シート8a、吐出弁シート8aと接離する吐出弁8b、吐出弁8bを吐出弁シート8aに向かって付勢する吐出弁ばね8c、吐出弁8bのストローク(移動距離)を決める吐出弁ストッパ8dから構成される。吐出弁ストッパ8dとポンプボディ1は当接部8eで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。
As shown in FIG. 2, the
加圧室11と吐出弁室12aに燃料差圧が無い状態では、吐出弁8bは吐出弁ばね8cによる付勢力で吐出弁シート8aに圧着され閉弁状態となっている。加圧室11の燃料圧力が、吐出弁室12aの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁する。そして、加圧室11内の高圧の燃料は吐出弁室12a、燃料吐出通路12b、燃料吐出口12を経てコモンレール23へと吐出される。吐出弁8bは開弁した際、吐出弁ストッパ8dと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁8bのストロークは吐出弁ストッパ8dによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁8bの閉じ遅れにより、吐出弁室12aへ高圧吐出された燃料が、再び加圧室11内に逆流してしまうのを防止でき、高圧燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁8bが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁8bがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ8dの外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構8は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
When there is no fuel differential pressure between the pressurizing
以上に説明したように、加圧室11は、ポンプハウジング1、電磁吸入弁機構300、プランジャ2、シリンダ6、吐出弁機構8にて構成される。
As described above, the pressurizing
ここで、図4を用いて本実施例の詳細を説明する。図4は電磁吸入弁300の拡大図で、電磁コイル43に通電されていない無通電の状態であり、加圧室11の圧力が低い(フィードポンプ21で圧送される圧力)状態の図である。
Here, the details of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the
カム93の回転により、プランジャ2がカム93方向に移動して吸入工程状態にある時は、加圧室11の容積は増加し加圧室11内の燃料圧力が低下する。
When the
この行程で加圧室11内の燃料圧力が吸入ポート31bの圧力よりも低くなると、吸入弁30は開弁状態になる。30aは最大開度を示しており、このとき、吸入弁30はストッパ32に接触する。吸入弁30が開弁することにより、シート部材31に形成された開口部31cが開口する。燃料は開口部31cを通り、ポンプボディ1に横方向に形成された穴1fを介して加圧室11に流入する。なお、穴1fも加圧室11の一部を構成する。
When the fuel pressure in the pressurizing
プランジャ2が吸入行程を終了した後、プランジャ2が上昇運動に転じ上昇行程に移る。ここで電磁コイル43は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね40はロッド35の外径側に凸となるロッド凸部35aを付勢し、無通電状態において吸入弁30を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室11の容積は、プランジャ2の上昇運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室11に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁30の開口部30aを通して吸入通路10dへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。
After the
この状態で、エンジンコントロールユニット27(以下ECUと呼ぶ)からの制御信号が電磁吸入弁機構300に印加されると、電磁コイル43には端子46を介して電流が流れる。磁気コア39とアンカー36との間に磁気吸引力が作用し、磁気コア39及びアンカー36が磁気吸引面Sで接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね40の付勢力に打ち勝ってアンカー36を付勢し、アンカー36がロッド凸部35aと係合して、ロッド35を吸入弁30から離れる方向に移動させる。
In this state, when a control signal from the engine control unit 27 (hereinafter referred to as an ECU) is applied to the electromagnetic
このとき、吸入弁付勢ばね33による付勢力と燃料が吸入通路10dに流れ込むことによる流体力により吸入弁30が閉弁する。閉弁後、加圧室11の燃料圧力はプランジャ2の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口12の圧力以上になると、吐出弁機構8を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール23へと供給される。この行程を吐出行程と称する。
At this time, the
すなわち、プランジャ2の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁機構300のコイル43への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル43へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル43への通電タイミングは、ECU27からの指令によって制御される。
以上のように構成することで、電磁コイル43への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。That is, the ascending stroke from the lower start point to the upper start point of the
With the above configuration, the amount of fuel discharged at high pressure can be controlled to the amount required by the internal combustion engine by controlling the energization timing of the
吸入弁部は、吸入弁30、吸入弁シート31、吸入弁ストッパ32、吸入弁付勢ばね33、からなる。吸入弁シート31は円筒型で、内周側軸方向にシート部31a、円筒の軸を中心に放射状に1つか2つ以上の吸入通路部31bを有し、外周円筒面でポンプ本体1に圧入保持される。
The suction valve portion includes a
吸入弁付勢ばね33は、吸入弁ストッパ32の内周側に、一部前記ばねの一端を同軸に安定させるための細径部に配置され、吸入弁30が、吸入弁シート部31aと吸入弁ストッパ32の間に、弁ガイド部30bに吸入弁付勢ばね33が嵌合する形で構成される。吸入弁付勢ばね33は圧縮コイルばねであり、吸入弁30が吸入弁シート部31aに押し付けられる方向に付勢力が働く様に設置される。圧縮コイルばねに限らず、付勢力を得られるものであれば形態を問わないし、吸入弁と一体になった付勢力を持つ板ばねの様なものでも良い。
The suction
この様に吸入弁部を構成することで、ポンプの吸入工程においては、吸入通路31bを通過し内部に入った燃料が、吸入弁30とシート部31aの間を通過し、吸入弁30の外周側及び吸入弁ストッパ32の隙間の燃料通路を通り、ポンプ本体1及びシリンダの通路を通過し、ポンプ室へ燃料を流入させる。また、ポンプの吐出工程においては、吐出弁30が吸入弁シート部31aと接触シールすることで、燃料の入口側への逆流を防ぐ逆止弁の機能を果たす。
By configuring the suction valve portion in this way, in the suction step of the pump, the fuel that has passed through the
吸入弁30の軸方向の移動量30aは吸入弁ストッパ32によって有限に規制されている。移動量が大きすぎると吸入弁30の閉じる時の応答遅れにより前記逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下するためである。この移動量の規制は、吸入弁シート31a、吸入弁30、吸入弁ストッパ32の軸方向の形状寸法及び、圧入位置で規定することが可能である。
The axial movement amount 30a of the
吸入弁30、吸入弁シート31a、吸入弁ストッパ32は、お互い作動時に衝突を繰返すため、高強度、高硬度で耐食性にも優れるマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施した材料を使用する。吸入弁スプリング33には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレス材を用いる。
Since the
次にソレノイド機構部について述べる。ソレノイド機構部は、可動部であるロッド35、アンカー36、固定部であるロッドガイド37、第一コア38、第二コア39、そして、ロッド付勢ばね40、アンカー付勢ばね41からなる。
Next, the solenoid mechanism unit will be described. The solenoid mechanism portion includes a
可動部であるロッド35とアンカー36は別部材に構成している。ロッド35はロッドガイド37の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー36の内周側は、ロッド35の外周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド35及びアンカー36共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。
The
アンカー36は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴36aを1つ以上有し、アンカー前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。ロッドガイド37は、径方向には、ポンプ本体1の吸入弁が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シートの一端部に突き当てられ、ポンプ本体1に溶接固定される第一コア38とポンプ本体1との間に挟み込まれる形で配置される構成としている。
ロッドガイド37にもアンカー36と同様に軸方向に貫通する貫通穴37aが設けられ、アンカーが自在に滑らかに動くことができる様、アンカー側の燃料室の圧力がアンカーの動きを妨げない様に構成している。Since the
Like the
第一コア38は、ポンプ本体と溶接される部位との反対側の形状を薄肉円筒形状としており、その内周側に第二コア39が挿入される形で溶接固定される。第二コア39の内周側にはロッド付勢ばね40が、細径部をガイドに配置され、ロッド35が吸入弁30と接触し、前記吸入弁が吸入弁シート部31aから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。
The
アンカー付勢ばね41は、ロッドガイド37の中心側に設けた円筒径のガイド部37aに方端を挿入し同軸を保ちながら、アンカー36にロッドつば部35a方向に付勢力を与える配置としている。アンカー36の移動量36eは吸入弁30の移動量30aよりも大きく設定される。確実に吸入弁30が閉弁するためである。
The
ロッド35とロッドガイド37にはお互い摺動するため、またロッド35は吸入弁30と衝突を繰返すため、硬度と耐食性を考慮しマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施したものを使用する。アンカー36と第二コア39は磁気回路を形成するため磁性ステンレスを用い、さらにアンカー36と第二コアのそれぞれの衝突面には、硬度を向上させるための表面処理を施している。特には硬質Crめっき等であるがその限りでは無い。ロッド付勢スプリング40、アンカー付勢スプリング41には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレスを用いる。
Since the
吸入弁部とソレノイド機構部には、3つのばねが構成されることになる。吸入弁部に構成される吸入弁付勢ばね33と、ソレノイド機構部に構成されるロッド付勢ばね、アンカー付勢ばねで構成される。本実施例ではいずれのばねもコイルばねを使用しているが付勢力を得られる形態であればいかなるものでも構成可能である。
Three springs are configured in the suction valve portion and the solenoid mechanism portion. It is composed of a suction
この3つのばね力の関係は、下記の式で構成する。
ロッド付勢ばね40の付勢力>アンカー付勢ばね41の付勢力+吸入弁付勢ばね33の付勢力+流体により吸入弁が閉じようとする力 ‥‥(1)式
この関係により、無通電時では、各ばね力により、ロッド35は吸入弁30を吸入弁シート部31aから引き離す方向、すなわち弁が開弁する方向に力f1が作用する。(1)式より、f1は下記である。
f1=ロッド付勢ばね40の付勢力−(アンカー付勢ばね41の付勢力+吸入弁付勢ばね33の付勢力+流体により吸入弁が閉じようとする力) ‥‥(2)式
次にコイル部の構成について述べる。コイル部は、第一ヨーク42、電磁コイル43、第2ヨーク44、ボビン45、端子46、コネクタ47から成る。ボビン45に銅線が複数回巻かれたコイル43が、第一ヨーク42と第二ヨークにより取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタと一体にモールドされ固定される。二つの端子46のそれぞれの方端はコイルの銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子46も同様にコネクタと一体にモールドされ残りの方端がエンジン制御ユニット側と接続可能な構成としている。The relationship between these three spring forces is composed of the following equation.
The urging force of the
Due to this relationship, in the non-energized state, the force f1 acts on the
f1 = urging force of the rod urging spring 40- (the urging force of the
コイル部は第一ヨークの中心部の穴部が、第一コアに圧入され固定される。その時、第二ヨーク44の内径側は、第二コアと接触もしくは僅かなクリアランス近接する構成となる。第一ヨーク42、第二ヨーク44共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮し磁性ステンレス材料とし、ボビン45、コネクタ47は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。コイルに43は銅、端子46には真鍮に金属めっきを施した物を使用する。
As for the coil portion, the hole portion at the center of the first yoke is press-fitted into the first core and fixed. At that time, the inner diameter side of the
上述の様にソレノイド機構部とコイル部とを構成することで、第一コア38、第一ヨーク42、第二ヨーク44、第二コア39、アンカー36で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、第二コア39、アンカー36間に電磁力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。第一コア38において、第二コア39とアンカー36とがお互い吸引力を発生させる軸方向部位を極力薄肉にすることで、磁束のほぼ全てが第二コアとアンカーの間を通過するため、効率良く電磁力を得ることができる。
By configuring the solenoid mechanism portion and the coil portion as described above, a magnetic circuit is formed by the
上記電磁力が前記f1を上回った時に、可動部であるアンカー36がロッド35と共に第二コア39に引き寄せられる運動、またコア39とアンカー36が接触し、接触を継続することを可能とする。
When the electromagnetic force exceeds f1, the
≪吸入工程≫
プランジャ2が上死点から下降を始めると、加圧室内の圧力が例えば20MPaレベルの高圧の状態から急激に小さくなり、前述の力f1によりロッド35、アンカー36、吸入弁30とが、吸入弁30の開弁方向に移動を始める。吸入弁30が開弁することで、吸入弁シートの通路31bからバルブシート31内径側に流入した燃料が、加圧室内に吸入され始める。≪Inhalation process≫
When the
吸入弁30が吸入弁ストッパ32に衝突し、吸入弁30はその位置で停止する。同じくロッド35も先端が吸入弁30に接触する位置(プランジャロッドの開弁位置)で停止する。アンカー36についてもロッド35と同速度で吸入弁30開弁方向に移動するが、ロッド35が吸入弁30に接触し停止した後でも慣性力で移動を続けようとする。ところが、アンカー付勢ばね41がその慣性力に打ち勝ち、アンカー36は再び第二コア39に近付く方向に移動をし、ロッドつば部35aにアンカー36が押し当てられる形で接触する位置(アンカー開弁位置)で停止することができる。この時点におけるアンカー36、ロッド35、吸入弁30の位置を示す状態が図4の状態である。
The
上記では、ロッド35とアンカー36とが完全に離れる説明としているが、ロッド35とアンカー36とが接触したままの状態でも良い。言い換えると、ロッドつば部35aとアンカー36との接触部に作用する荷重は、ロッドの運動停止後減少し、0になるとアンカー36がロッドに対し分離を開始するが、0にならず僅かの荷重を残すアンカー付勢ばね41の設定力でも良い。
In the above description, the
吸入弁30が吸入弁ストッパ32に衝突する時には、製品としての重要な特性となる異音の問題が発生する。異音の大きさは前記衝突時のエネルギーの大きさに起因するが、ロッド35とアンカー36とを別体に構成しているために、吸入弁ストッパ32に衝突するエネルギーは、吸入弁30の質量とロッド35の質量のみで発生することとなる。すなわちアンカー36の質量は衝突エネルギーに寄与しないため、ロッド35とアンカー36とを別体に構成することで、異音の問題を低減している。
When the
ロッド35とアンカー36とを別体に構成したとしても、アンカー付勢ばね41が無い構成の場合、前記慣性力でアンカー36は吸入弁30の開弁方向に移動を続け、ロッドガイド37の中央軸受部37aに衝突し、前記衝突部とは相違する部分で異音が発生する問題が起こる。異音の問題に加え、衝突することでアンカー36とロッドガイド37の摩耗や変形等が起こるばかりでなく、前記摩耗により金属異物が発生し、その異物が摺動部やシート部に挟まることで、又、変形し軸受機能を損なうことで、吸入弁ソレノイド機構の機能を損なう恐れがある。
Even if the
また、アンカー付勢ばね41が無い構成の場合、アンカーが前記慣性力でコア39から離れ過ぎてしまうため、動作時刻として後工程である、戻し工程から吐出工程に遷移させるためにコイル部に電流を加えた時に、必要な電磁吸引力が得られない問題が発生する。
必要な電磁吸引力が得られない場合、高圧ポンプから吐出する燃料を所望の流量に制御出来ない大きな問題となる。このため、アンカー付勢ばね41は前記問題を発生させないための重要な機能を持っている。Further, in the case of the configuration without the
If the required electromagnetic attraction cannot be obtained, there is a big problem that the fuel discharged from the high-pressure pump cannot be controlled to a desired flow rate. Therefore, the
吸入弁30が開弁した後、さらにプランジャ2が降下を行い下死点に到達する。この間、加圧室11には燃料が流入し続け、この工程が吸入工程である。
After the
≪戻し工程≫
下死点まで降下したプランジャ2は、上昇工程に入る。吸入弁は前記f1の力で開弁状態に停止したままであり、吸入弁を通過する流体の方向が真逆になる。すなわち吸入工程では燃料が、吸入弁シート通路31bから加圧室に流入していたのに対し、上昇工程となった時点で、加圧室から吸入弁シート通路31b方向に戻される。この工程を戻し工程と呼ぶ。≪Return process≫
The
この戻し工程において、エンジン高回転時すなわちプランジャ2の上昇速度が大きい条件において、戻される流体による吸入弁の閉弁力が増大し、前記力f1が小さくなる。この条件において、各ばね力の設定力を誤り、f1が負の値になった場合、吸入弁30は意図せず閉弁してしまう。所望の吐出流量よりも大きな流量が吐出されてしまうため、燃料配管内の圧力が所望の圧力以上に上昇し、エンジンの燃焼制御に悪影響を及ぼすことになる。そのため、プランジャ2の上昇速度が最も大きい条件で、前記力f1が正の値を保つように各ばね力を設定する必要がある。
In this return step, when the engine speed is high, that is, under the condition that the ascending speed of the
≪戻し工程〜吐出工程への遷移状態≫
所望の吐出時刻よりも、電磁力の発生遅れ、吸入弁の閉弁遅れを考慮した早い時刻において、電磁コイル43に電流が与えられ、アンカー36と第二コア39の間に磁気吸引力が働く。電流は前記力f1に打ち勝つに必要な大きさの電流を与える必要がある。この磁気吸引力が前記力f1に打ち勝った時点で、アンカー36が第二コア39方向へ移動を開始する。アンカー36が移動することで、軸方向につば部35aで接触しているロッド35も同じく移動し、吸入弁30が吸入弁付勢ばね33の力と、流体力、主には、加圧室側からシート部を通過する流速による静圧の低下により閉弁を開始する。≪Transition state from return process to discharge process≫
A current is applied to the
電磁コイル43に電流が与えられた時、アンカー36と第二コア39が規定の距離より離れすぎている場合、すなわちアンカー36が開弁位置を超えた状態が継続した場合、前記磁気吸引力が弱いために前記力f1に打ち勝つことができず、アンカーが第二コア39側に移動することに時間を要したり、移動できない問題が発生する。この問題を起こさない為にアンカー付勢ばね41を設けている。アンカー36が所望のタイミングで第二コア39に移動できない場合、吐出したいタイミングにおいても吸入弁が開いた状態を維持するため、吐出工程が開始できず、すなわち必要な吐出量が得られないため所望のエンジン燃焼ができない懸念がある。このため、アンカー付勢ばね41は、吸入工程で発生が懸念される異音問題を防止するため、また吐出工程が開始できない問題を防止するための重要な機能を持っている。
When a current is applied to the
移動を始めた吸入弁30は、シート部31aに衝突し停止することで、閉弁状態となる。閉弁すると、筒内圧が急速に増大するため、吸入弁30は筒内圧により閉弁方向に前記力f1よりも遥かに大きい力で強固に押し付けられ、閉弁状態の維持を開始する。
The
アンカー36についても、第二コア39に衝突し停止する。ロッド35はアンカー36停止後も慣性力で運動を続けるが、ロッド付勢ばね40が慣性力に打ち勝ち押し戻され、つば部35aがアンカーに接触する位置まで戻ることができる構成としている。
The
アンカー36が第二コア39に衝突する時には、製品としての重要な特性となる異音の問題が発生する。この異音は、前述した吸入弁と吸入弁ストッパとが衝突する異音の大きさよりも大きくより問題となる。異音の大きさは前記衝突時のエネルギーの大きさに起因するが、ロッド35とアンカー36とを別体に構成しているために、第二コア39に衝突するエネルギーは、アンカー36の質量のみで発生することとなる。すなわちロッド35の質量は衝突エネルギーに寄与しないため、ロッド35とアンカー36とを別体に構成することで、異音の問題を低減している。
一度アンカー36が第二コア39に接触した後は、接触することにより十分な磁気吸引力が発生しているため、接触を保持するためだけの小さな電流値とすることができる。When the
Once the
ここで、ソレノイド機構部内に発生する懸念のある、壊食の問題について述べる。コイルに電流が与えられアンカー36が第二コア39に引き寄せられる際、二物体の間にある空間体積が急速に縮小することで、その空間にある流体は行き場を失い、速い流れを持ってアンカー外周側へ押し流され、第一コア薄肉部に衝突し、そのエネルギーによる壊食発生の懸念がある。また、押し流された流体がアンカーの外周を通過しロッドガイド側に流れるが、アンカー外周側の通路が狭いために流速が大きくなり、すなわち静圧が急速に低下することによるキャビテーションが発生し、第一コア薄肉部においてキャビテーション壊食が発生する懸念がある。
Here, the problem of erosion, which may occur in the solenoid mechanism, will be described. When an electric current is applied to the coil and the
これらの問題を回避するためにアンカー中心側に1つ以上の軸方向の貫通穴36aを設置している。アンカー36が第二コア39側に引き寄せられる際、その空間の流体が、極力アンカー外周側の狭い通路を通過しない様、貫通穴36aを通過させるためである。この様に構成することで、上記壊食の問題を解決することができる。
In order to avoid these problems, one or more axial through holes 36a are provided on the center side of the anchor. This is because when the
アンカー36とロッド35を一体で構成している場合、上記問題がさらに懸念される事象が発生する。エンジン高回転時すなわちプランジャの上昇速度が大きい条件において、コイルに電流が付与されアンカー36が第二コア39に移動しようとする力に、さらに非常に速度の大きい流体による吸入弁30を閉じる力が追加付与力として増加され、ロッド35及びアンカー36が第二コア39へ急激に接近するため、その空間の流体が押し出される速度がさらに大きくなり、前記壊食の問題がさらに大きなものになる。アンカー36の貫通穴36aの容量が不足する場合、壊食の問題が解決できない。
今回の実施例ではアンカー36とロッド35が別体で構成されているため、吸入弁30を閉じる力がロッド35に与えられた場合においても、ロッド35のみが第二コア39側に押し出され、アンカー36は取り残されながら、通常の電磁吸引力のみの力で第二コア39側に移動を行う。すなわち急激な空間の減少は起こらず、壊食の問題の発生を防ぐことができる。When the
In this embodiment, since the
アンカー36とロッド35を別体で構成する弊害は前述した通り、所望の磁気吸引力を得られない問題、異音、機能低下があるが、アンカー付勢ばね41を設置することで、この弊害を取り払うことが可能となる。
As described above, the harmful effect of forming the
≪吐出工程≫
プランジャが下死点から上昇工程に転じ、所望のタイミングでコイル43に電流が与えられ吸入弁30が閉じるまでの戻し工程が終了した直後、加圧室内の圧力が急速に増大し、吐出工程となる。吐出工程後には、省電力の観点からコイルに与える電力を削減することが望ましいため、コイルに与える電流を切断する。電磁力が付加されなくなりアンカー36及びロッド35が、ロッド付勢ばね40とアンカー付勢ばね41の合力により、第二コア39から離れる方向へ移動する。ところが、吸入弁30が強固な閉弁力で閉弁位置にあるためロッド35は閉弁状態の吸入弁30に衝突した位置で停止する。すなわちこの時のロッドの移動量は(36e−30a)となる。≪Discharge process≫
Immediately after the plunger shifts from the bottom dead center to the ascending process, the
ロッド35とアンカー36は電流切断後同時に移動をするが、ロッド35の先端と閉弁している吸入弁30とが接触した状態で停止した後も、アンカー36は慣性力で吸入弁30の方向へ移動を続けようとする。ところが、アンカー付勢ばね41が慣性力に打ち勝ち、アンカー36に第二コア39の方向に付勢力を与えるため、アンカー36はロッド35のつば部35aに接触した状態で停止することができる。
The
アンカー付勢ばね41が無い場合は、吸入工程について前述したと同じく、アンカーが停止することなく吸入弁30の方向に移動し、ロッドガイド部31eに衝突する異音の問題や機能障害の問題が懸念されるが、アンカー付勢ばね41を設置しているため、上記問題を防ぐことが可能となる。なお、本実施例においてはロッドガイド部31eは吸入弁シート部材31と同一部材で一体に構成される。
When the
この様に、燃料が吐出される吐出工程が行われ、次の吸入工程直前においては、吸入弁30、ロッド35、アンカー36は図5の状態となっている。プランジャが上死点に達した時点で、吐出工程が終了し、再び吸入工程が開始される。かくして、低圧燃料吸入口10aに導かれた燃料はポンプ本体としてのポンプ本体1の加圧室11にてプランジャ2の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口12からコモンレール23に圧送されるのに好適な高圧ポンプを提供することができる。
ここで、上記の特許文献1、2に記載の従来の高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁では、吸入弁とロッドが衝突した際の傾きが大きくなる。吸入弁とロッドが傾いた状態で衝突すると、ロッドが角当たり状態で衝突することになるため、応力集中が発生して摩耗が発生する課題があった。
そこで以下においては、高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁において、吸入弁とロッドの傾きを低減する事で、ロッド衝突部での摩耗発生を防止する構成について説明する。本実施例の高圧燃料供給ポンプは、平面部30dを有する吸入弁30と、平面部30dを開弁方向に付勢するロッド部35と、平面部30dと平行な位置に形成され吸入弁30が着座する吸入弁シート31aを有するシート部材31と、を備え、シート部材31には、ロッド部35と平面部30dとの接触位置に対して、吸入弁30と反対側においてロッド部35をガイドするガイド部31dが形成された。In this way, the discharge step of discharging the fuel is performed, and immediately before the next suction step, the
Here, in the electromagnetic suction valve of the conventional high-pressure fuel supply pump described in
Therefore, in the following, in the electromagnetic suction valve of the high-pressure fuel supply pump, a configuration for preventing wear at the rod collision portion by reducing the inclination of the suction valve and the rod will be described. In the high-pressure fuel supply pump of this embodiment, the
また、吸入弁30の平面部30dとシート部材31の吸入弁シート31aとがほぼ同一の平面上に形成された。また吸入弁30の平面部30dとロッド部35の中心軸とが直交するように配置された。またシート部材31には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路31bが形成され、燃料通路31bの開口部に対して、ガイド部31eが吸入弁シート31aと反対側に配置された。またシート部材31には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路31bが形成され、燃料通路31bの開口部に対して、ガイド部31eの全てが吸入弁シート31aと反対側に配置された。またシート部材31には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路31bが形成され、燃料通路31aの開口部に対して、吸入弁シート31aが加圧室11の側に配置された。またシート部材31には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路31bが形成され、燃料通路31bの開口部に対して、吸入弁シート31aの全てが加圧室11の側に配置された。
Further, the
またロッド部35には磁気吸引力を発生させる可動部36が一体に取り付けられ、ロッド中心軸方向においてロッド部35と可動部36との対向面の長さに対して、ロッド部35のガイド部31eの長さが長くなるように、シート部材31、ガイド部31e、及び可動部36が配置された。ロッド部35には磁気吸引力を発生させる可動部36が別体に取り付けられ、ロッド部35と可動部36とが係合している状態でロッド中心軸方向においてロッド部35と可動部36との対向面の長さに対して、ロッド部35のガイド部31eの長さが長くなるように、シート部材31、ガイド部31e、及び可動部36が配置された。ロッド部35と吸入弁30とが別体の部材で構成された。ロッド部35と吸入弁30とが別体の部材で構成され、ロッド中心軸方向においてガイド部31eの長さはロッド部35の全長に対して半分以上となるようにロッド部35とシート部材31とが構成された。
Further, a
以上の構成により、ロッドが傾いた状態で衝突することを抑制し、これによりロッドが角当たり状態で衝突することを防止し、応力集中が発生して摩耗が発生する課題を解決することができる。 With the above configuration, it is possible to prevent the rod from colliding in a tilted state, thereby preventing the rod from colliding in an angular contact state, and solving the problem of stress concentration and wear. ..
低圧燃料室10には高圧燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管28へ波及するのを低減減させる圧力脈動低減機構9が設置されている。一度加圧室11に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体30を通して吸入通路10dへと戻される場合、吸入通路10dへ戻された燃料により低圧燃料室10には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室10に設けた圧力脈動低減機構9は、波板状の円盤型金属板2枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。
The low-
プランジャ2は、大径部2aと小径部2bを有し、プランジャの往復運動によって副室7aの体積は増減する。副室7aは燃料通路10eにより低圧燃料室10と連通している。プランジャ2の下降時は、副室7aから低圧燃料室10へ、上昇時は、低圧燃料室10から副室7aへと燃料の流れが発生する。
The
このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧燃料供給ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。 This makes it possible to reduce the fuel flow rate inside and outside the pump during the suction stroke or the return stroke of the pump, and has a function of reducing the pressure pulsation generated inside the high-pressure fuel supply pump.
次に、図1、2等に示すリリーフ弁機構200について説明する。
リリーフ弁機構200はリリーフボディ201、リリーフ弁202、リリーフ弁ホルダ203、リリーフばね204、ばねストッパ205からなる。リリーフボディ201には、テーパー形状のシート部201a設けられている。バルブ202はリリーフばね204の荷重がバルブホルダ203を介して負荷され、シート部201aに押圧され、シート部201aと協働して燃料を遮断している。リリーフ弁202の開弁圧力はリリーフばね204の荷重によって決定せられる。ばねストッパ205はリリーフボディ201に圧入固定されており、圧入固定の位置によってリリーフばね204の荷重を調整する機構である。Next, the
The
ここで、加圧室11の燃料が加圧されて吐出弁8bが開弁すると、加圧室11内の高圧の燃料は吐出弁室12a、燃料吐出通路12bを通って、燃料吐出口12から吐出される。燃料吐出口12は吐出ジョイント60に形成されており、吐出ジョイント60はポンプ本体1に溶接部61にて溶接固定され燃料通路を確保している。そして本実施例では、吐出ジョイント60の内部に形成される空間にリリーフ弁機構200が配置される。つまり、リリーフ弁機構200の最外径部(本実施例では、リリーフボディ201の最外径部)が吐出ジョイント60の内径部よりも内周側に配置され、かつ、ポンプボディ1を上側から見て、リリーフ弁機構200がその軸方向において吐出ジョイント60と少なくとも一部が重なるように配置される。
Here, when the fuel in the pressurizing
なお、リリーフ弁機構200はポンプボディ1に形成された穴部に直接、挿入され、吐出ジョイント60とは非接触に配置されることが望ましい。これにより吐出ジョイント60の形状が変わっても、これに対応して、リリーフ弁機構200の形状を変える必要がなく、低コスト化を図ることが可能である。
It is desirable that the
つまり、本実施例では図1に示すようにポンプボディ1の外周面から内周側に向かってプランジャ軸方向と直交する方向(横方向)に第一の穴1c(横穴)が形成される。そして、リリーフ弁機構200は、リリーフボディ201がこの第一の穴1c(横穴)に圧入されることで配置される。そして本実施例では第一の穴1c(横穴)と連通して、リリーフ弁機構200が開弁した場合に、加圧室11で加圧された吐出弁8bよりも吐出側流路の燃料をダンパ室10cに戻す第二の穴1d(縦穴)をポンプボディ1に形成した。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the first hole 1c (horizontal hole) is formed in the direction (lateral direction) orthogonal to the plunger axial direction from the outer peripheral surface of the
具体的には、リリーフ弁202が開弁すると、吐出側流路(燃料吐出口12)とリリーフボディ201の内部空間とが連通する。この内部空間にはリリーフ弁ホルダ203、リリーフばね204、ばねストッパ205が配置される。ばねストッパ205をリリーフ弁軸方向に見て中心部には穴が形成され、これによりリリーフボディ201の内部空間と第二の穴1d(縦穴)で形成されるリリーフ通路213が繋がる。リリーフボディ201のばねストッパ205が配置される側の端部は開口部になっており、この開口部から、リリーフ弁202、リリーフ弁ホルダ203、リリーフばね204、ばねストッパ205の順に挿入されて、リリーフ弁機構200が構成される。
Specifically, when the
第二の穴(縦穴)はリリーフばね204の外周からダンパ室10cに向かって形成される。そして、リリーフ弁202が開弁すると、ばねストッパ205の中心部の穴、リリーフボディ201の開口部、リリーフ通路213を通って、リリーフボディ201の内部空間の燃料がダンパ室10cに流れるものである。
The second hole (vertical hole) is formed from the outer circumference of the
高圧燃料供給ポンプが正常に作動している場合、加圧室11によって加圧された燃料は燃料吐出通路12bを通過して燃料吐出口12から高圧吐出される。本実施例では、コモンレール23の目標燃料圧力は35MPaとする。コモンレール23内の圧力は時間とともに脈動を繰り返すが平均値が35MPaである。
When the high-pressure fuel supply pump is operating normally, the fuel pressurized by the pressurizing
加圧行程の開始直後に加圧室11内の圧力は急上昇してコモンレール23内の圧力よりも上昇して本実施例ではピーク値で約43MPaまで上昇し、それに伴い燃料吐出口12の圧力も上昇して本実施例ではピークで41.5MPa程度まで上昇する。本実施例ではピークでリリーフ弁機構200の開弁圧は42MPaにセットされており、リリーフ弁機構200の入り口である燃料吐出口12の圧力は開弁圧力を超えない設定とし、リリーフ弁機構200は開弁しない。
Immediately after the start of the pressurization stroke, the pressure in the pressurizing
次に、異常高圧燃料が発生した場合について述べる。
高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁300の故障等により、燃料吐出口12の圧力が異常に高圧になり、リリーフ弁機構200のセット圧力42MPaより大きくなると異常高圧燃料はリリーフ通路213を介して低圧側であるダンパ室10cにリリーフされる。Next, the case where abnormally high pressure fuel is generated will be described.
When the pressure of the
低圧側(本実施例ではダンパ室10c)に異常高圧燃料をリリーフする構成とする利点を記す。吸入行程・戻し行程・吐出行程のすべての工程において高圧燃料供給ポンプの故障等によって発生した異常高圧燃料を低圧へリリーフすることが出来る。一方で、加圧室11に異常高圧燃料をリリーフする構成とすると、吸入行程・戻し行程のみ異常高圧燃料を加圧室11へリリーフ可能であり、加圧行程では異常高圧燃料をリリーフすることが出来ない。リリーフバルブの出口が加圧室11なので、加圧行程では加圧室11内の圧力が上昇しリリーフバルブの入口と出口の差圧がリリーフスプリングのセット圧力以上にはならない為である。その結果、異常高圧燃料をリリーフする時間が短くなり、リリーフ機能が低下することとなる。なお、本実施例では、低圧側に戻すリリーフする。
本実施例では、リリーフ弁機構200はポンプボディ1に装着する前に外部でサブアッセンブリとして組み立てる。組み立てたリリーフ弁機構200をポンプボディ1に圧入固定後、吐出ジョイント60をポンプボディ1と溶接固定する。そして本実施例では図1に示すように第一の穴1c(横穴)に配置されたリリーフ弁機構200はシリンダ6の加圧室側の最上面端部6bに対して、少なくとも一部が加圧室側(図1では上側)に配置されるように構成したものである。The advantage of having a configuration in which the abnormally high pressure fuel is relieved on the low pressure side (
In this embodiment, the
つまり、シリンダ6の加圧室側の最上面端部6bに対してリリーフ弁機構200の全てが加圧室11と反対側(図1では下側)に位置すると、リリーフ弁機構200、又は第二の穴1d(縦穴)とシリンダ6との間のポンプボディ1が薄くなる。リリーフ弁機構200が開弁する場合には、リリーフボディ201の内部空間や第二の穴1d(縦穴)に異常高圧燃料が流れることになる。したがって、リリーフ弁機構200、又は第二の穴1d(縦穴)とシリンダ6との間のポンプボディ1をある程度、厚くしておくことは信頼性の観点から重要である。逆に言うと、これが薄いと加圧室との間の厚みが薄くなることになり、異常高圧燃料が流れた場合の信頼性低下を招くことになる。
That is, when all of the
そこで、上記した本実施例のようにリリーフ弁機構200を配置することで、この厚みを確保することが可能となり、信頼性向上を図ることが可能である。なお、リリーフ弁機構200と加圧室11との厚みを確保するためには図1のように、リリーフ弁機構200の全てがシリンダ6の加圧室側の最上面端部6bに対して上側に位置することが望ましい。
Therefore, by arranging the
また図1に示すように第一の穴1c(横穴)に配置されたリリーフバルブ機構200は加圧室11の反シリンダ側(図1では上側)の最上端部11aよりもシリンダ側(図1では下側)に配置されることが望ましい。具体的には、リリーフバルブ機構200が加圧室11の反シリンダ側の最上端部11aと、シリンダ6の加圧室側の最上面端部6bとの間に配置されることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 1, the
これにより、リリーフバルブ機構200を、吐出ジョイント60、電磁吸入弁機構300、吐出弁機構8と同じ平面上に設けることが可能となり、ポンプボディ1を制作する上で加工性を向上することができる。具体的には、リリーフバルブ機構200の中心軸、つまりリリーフボディ201、リリーフ弁ホルダ203、又はばねストッパ205の中心軸は、電磁吸入弁機構300(ロッド35)の中心軸とほぼ直線上に配置される。したがって、高圧燃料供給ポンプの組み立て性を向上できる。
As a result, the
また図1に示すように第一の穴1c(横穴)の上端部が第二の穴1d(縦穴)と連結する位置1eがシリンダ6の加圧室側最上端部6bに対して加圧室側(図1では上側)に配置される。そして、第一の穴1c(横穴)の上端部が第二の穴1d(縦穴)と連結する位置1eは加圧室11の反シリンダ側の最上端部11aに対して下側に位置することが望ましい。これによりリリーフ弁機構200、又は第二の穴1d(縦穴)とシリンダ6との間のポンプボディ1の厚みを確保できるので、燃料供給ポンプを小型化にしつつ、信頼性の確保が可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, the position 1e in which the upper end portion of the first hole 1c (horizontal hole) is connected to the second hole 1d (vertical hole) is the pressurizing chamber with respect to the uppermost end portion 6b on the pressurizing chamber side of the
なお、本実施例では、第一の穴1c(横穴)に対して、ポンプボディ1の開口部213aから第二の穴1d(縦穴)を下方向に向かって形成して、第一の穴1c(横穴)と連通させるだけで、リリーフ通路213を容易に形成することが可能である。また、第一の穴1c(横穴)を覆うように吐出ジョイント60を配置し、吐出ジョイント60の内側にリリーフバルブ機構200を配置しているので、ポンプボディ1、高圧燃料供給ポンプの大型化を回避することができる。
In this embodiment, the second hole 1d (vertical hole) is formed downward from the
リリーフ通路213はその全部がプランジャ2の軸方向から見て圧力脈動低減機構9の最外周部に対して内周側に形成する構成とした。これにより、ポンプボディ1を大型化することなく低圧通路10cに異常高圧燃料を開放する構成とすることが可能となる。第一の穴1c(横穴)の径は第二の穴1d(縦穴)の径よりも大きくなるように構成されることが望ましい。第一の穴1c(横穴)のそこでまでリリーフバルブ200を圧入嵌合しているので、第一の穴の底面はリリーフバルブ200のストッパの役割を果たしている。
All of the
本実施例では、リリーフボディ201を有するため、第一の穴1c(横穴)の径はリリーフボディの外径と同一である。また、第二の穴1d(縦穴)に対して、リリーフ弁202の下流側のばねストッパ205に形成された通路の径が小さくなるように構成されたことが望ましい。異常高圧からリリーフバルブ200を介して低圧に開放された燃料は、大きな運動量を持つが、このような構成とすることで、この運動量を小さくすることができ、圧力脈動低減機構9やその他の部品の破損を防ぐことが出来る。
In this embodiment, since the
リリーフ通路213を形成する第二の穴1d(縦穴)が低圧脈動を低減する圧力脈動低減機構9が収納されたダンパ室10cへ開口部213aで開口する。そして、開口部213aと圧力脈動低減機構9の間には、圧力脈動低減機構9を固定して保持するための保持部材9aが配置される。異常高圧燃料はリリーフ通路213を通して開放されるが、その際に開口部213aから開放された燃料は大きな速度を以って低圧通路10c内に流入し、保持部材9aに衝突する。これにより、異常高圧燃料が低圧に開放されるとき、その大きな速度によって圧力脈動低減機構9が破損してしまうと言う問題を回避することができる。
The second hole 1d (vertical hole) forming the
なお、保持部材9aには、ポンプボディ1の開口部213aと同一平面の平面部を付勢することで圧力脈動低減機構9をダンパカバー14に向けて付勢する弾性部9bが形成される。具体的には保持部材9aは1枚の金属板がプレス加工により形成され、その際に保持部材9aの底部の一部がポンプボディの開口部213aの側の平面部に向かって切り起こしされることで弾性部が形成される。そして、ダンパカバー14をポンプボディ1に取り付けるとダンパカバー14の凸部が圧力脈動低減機構9をポンプボディ1に向かって付勢し、これにより保持部材9aの切り起こし9bがポンプボディ1の平面部を付勢する。
保持部材9aの切り起こし9bはポンプボディ1を上側から見て、開口部213a以外の箇所を付勢するようにする。これにより保持部材9aの切り起こし9bとポンプボディ1とが確実に接触するようにできるため圧力脈動低減機構9を安定して支持可能となる。The holding member 9a is formed with an elastic portion 9b that urges the pressure pulsation reducing mechanism 9 toward the
The cut-up 9b of the holding member 9a urges a portion other than the
1 ポンプボディ
2 プランジャ
6 シリンダ
7 シールホルダ
8 吐出弁機構
9 圧力脈動低減機構
10a 低圧燃料吸入口
11 加圧室
12 燃料吐出口
13 プランジャシール
30 吸入弁
40 ロッド付勢ばね
43 電磁コイル
100 圧力脈動伝播防止機構
101 弁シート
102 弁
103 ばね
104 ばねストッパ
200 リリーフバルブ
201 リリーフボディ
202 バルブホルダ
203 リリーフばね
204 ばねストッパ
300 電磁吸入弁機構1
Claims (12)
前記平面部に衝突して前記吸入弁を開弁方向に付勢するロッド部と、
前記平面部と平行な面を有し、前記平行な面に、前記吸入弁の前記平面部が着座する吸入弁シートを有するシート部材と、を備え、
前記吸入弁シートは、前記平面部の前記ロッド部が衝突する衝突面と同一の平面に構成されており、
前記シート部材には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路が設けられ、
前記ロッド部と前記平面部との接触位置に対して、前記吸入弁と反対側において前記ロッド部をガイドするガイド部が、前記シート部材と一体に形成されており、
前記ロッド部に対して設けられるガイド部は、一か所のみであり、かつ、前記燃料通路の開口部と重ならない位置に設けられ、
前記燃料通路の開口部と重なる位置に設けられる部材は前記ロッド部のみであり、
前記吸入弁のロッド部軸方向における厚みは、前記シート部材の前記吸入弁シートが設けられる部分の前記ロッド部軸方向における厚みよりも厚い
高圧燃料供給ポンプ。 A suction valve with a flat surface and
A rod portion that collides with the flat surface portion and urges the suction valve in the valve opening direction, and a rod portion.
A seat member having a surface parallel to the flat surface portion and having a suction valve seat on which the flat surface portion of the suction valve is seated is provided.
The suction valve seat is configured on the same flat surface as the collision surface on which the rod portion of the flat surface portion collides.
The seat member is provided with a fuel passage through which fuel flows from the low pressure flow path.
A guide portion that guides the rod portion on the side opposite to the suction valve with respect to the contact position between the rod portion and the flat surface portion is formed integrally with the seat member.
The guide portion provided with respect to the rod portion is provided at only one place and at a position not overlapping with the opening of the fuel passage.
The rod portion is the only member provided at a position overlapping the opening of the fuel passage.
A high-pressure fuel supply pump in which the thickness of the suction valve in the rod portion axial direction is thicker than the thickness of the portion of the seat member where the suction valve seat is provided in the rod portion axial direction.
前記吸入弁の前記平面部と前記ロッド部の中心軸とが直交するように配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A high-pressure fuel supply pump arranged so that the flat surface portion of the suction valve and the central axis of the rod portion are orthogonal to each other.
前記シート部材には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路が形成され、前記燃料通路の開口部に対して、前記ガイド部が前記吸入弁シートと反対側に配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A fuel passage through which fuel from the low-pressure flow path flows is formed in the seat member, and a high-pressure fuel supply pump in which the guide portion is arranged on the side opposite to the suction valve seat with respect to the opening of the fuel passage. ..
前記シート部材には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路が形成され、前記燃料通路の開口部に対して、前記ガイド部の全てが前記吸入弁シートと反対側に配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A fuel passage through which fuel flows from the low-pressure flow path is formed in the seat member, and all of the guide portions are arranged on the opposite side of the suction valve seat with respect to the opening of the fuel passage. Supply pump.
前記シート部材には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路が形成され、前記燃料通路の開口部に対して、前記吸入弁シートが加圧室側に配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A high-pressure fuel supply pump in which a fuel passage through which fuel from a low-pressure flow path flows is formed in the seat member, and the suction valve seat is arranged on the pressurizing chamber side with respect to the opening of the fuel passage.
前記シート部材には、低圧流路からの燃料が流入する燃料通路が形成され、前記燃料通路の開口部に対して、前記吸入弁シートの全てが加圧室側に配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A fuel passage through which fuel flows from the low-pressure flow path is formed in the seat member, and a high-pressure fuel supply pump in which all of the suction valve seats are arranged on the pressurizing chamber side with respect to the opening of the fuel passage. ..
前記ロッド部には磁気吸引力を発生させる可動部が一体に取り付けられ、
ロッド中心軸方向において前記ロッド部と前記可動部との対向面の長さに対して、前記ロッド部のガイド部の長さが長くなるように、前記シート部材、前記ガイド部、及び前記可動部が配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A movable part that generates magnetic attraction is integrally attached to the rod part.
The seat member, the guide portion, and the movable portion so that the length of the guide portion of the rod portion is longer than the length of the facing surface between the rod portion and the movable portion in the rod central axis direction. Is located in a high pressure fuel supply pump.
前記ロッド部には磁気吸引力を発生させる可動部が別体に取り付けられる高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A high-pressure fuel supply pump in which a movable part that generates magnetic attraction is attached to the rod part separately.
前記ロッド部と前記可動部とが係合している状態でロッド中心軸方向において前記ロッド部と前記可動部との対向面の長さに対して、前記ロッド部のガイド部の長さが長くなるように、前記シート部材、前記ガイド部、及び前記可動部が配置された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 8.
In the state where the rod portion and the movable portion are engaged, the length of the guide portion of the rod portion is longer than the length of the facing surface between the rod portion and the movable portion in the rod central axis direction. A high-pressure fuel supply pump in which the seat member, the guide portion, and the movable portion are arranged so as to be.
前記ロッド部と前記吸入弁とが別体の部材で構成された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
A high-pressure fuel supply pump in which the rod portion and the suction valve are separate members.
前記ロッド部と前記吸入弁とが別体の部材で構成され、ロッド中心軸方向において前記ガイド部の長さは前記ロッド部の全長に対して半分以上となるように前記ロッド部と前記シート部材とが構成された高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
The rod portion and the suction valve are made of separate members, and the length of the guide portion is more than half of the total length of the rod portion in the direction of the rod center axis. A high-pressure fuel supply pump configured with and.
さらに、前記円筒形状のシート部材の内部に圧入保持され、前記吸入弁の移動を規制す
る吸入弁ストッパを備え、
前記吸入弁ストッパは、その外周面が前記シート部材の内周面と接した状態で、前記シート部材の内部に保持されている高圧燃料供給ポンプ。 In the high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
Further, a suction valve stopper that is press-fitted and held inside the cylindrical seat member to regulate the movement of the suction valve is provided.
The suction valve stopper is a high-pressure fuel supply pump held inside the seat member with its outer peripheral surface in contact with the inner peripheral surface of the seat member.
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